一种两相溶剂热法制备四氧化三铁微米球的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微纳米材料制备技术领域，涉及一种两相溶剂热法制备四氧化三铁微米球的方法。
【背景技术】
[0002]磁性微纳米材料一直都受到人们的关注，由于其广泛的应用，可用于磁流体，磁共振成像，催化剂和锂电池等方面。纳米微米材料如今在不同领域内的应用也越来越多，其作为一类新型的功能材料，在生物医学工程、细胞生物学和环境工程具有广泛的应用。
[0003]目前有一些文献报道了利用两相法制备四氧化三铁。CN201110182726.8公开了一种油水界面法制备油溶性四氧化三铁纳米颗粒的方法，制备出的四氧化三铁为单分散纳米颗粒，颗粒均一性和分散性良好，具有颗粒尺寸极其细小，纯度高。但是这种方法无法实现一步的合成，操作复杂，且合成的颗粒尺寸可调范围较小，不适合大规模生产应用。文献“Xun-Liang Cheng, J1-Sen Jiang, Dong-Mei Jiang, and Zhen-Jie Zha0.Synthesis ofRhombic Dodecahedral Fe3O4 Nanocrystals withExposed High-Energy {110} Facets andTheir Peroxidase-like Activityand Lithium Storage Properties.J.Phys.Chem.C2014，118，12588 -12598”报道了通过一步丙酮-水两相界面反应的方法合成了单晶的四氧化三铁菱形十二面体。
[0004]但是上述通过两相法实验中都无法简单的合成四氧化三铁微米球，本发明通过两相溶剂热法制备四氧化三铁微米球，通过简单控制反应条件可以得到不同尺寸的四氧化三铁微米球。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有上述技术存在的不足，提供了一种两相溶剂热法制备四氧化三铁微米球的方法，通过反应条件的选择和控制可以简单、有效的调控四氧化三铁微米球的尺寸，制备得到的四氧化三铁微米球可广泛应用于生物医学工程、细胞生物学和环境工程等。
[0006]本发明的技术方案为:
一种两相溶剂热法制备四氧化三铁微米球的方法，包括以下步骤:
(1)将有机铁盐和有机配体加入到不溶于水的有机溶剂中，混合得油相溶液A;
(2)将水溶性还原剂加入到水中，混合得水相溶液B；
(3)将上述溶液A和B混合，得两相溶液，升温反应后，离心分离出固体，洗涤，得到四氧化三铁微米球。
[0007]上述制备方法中，所述的有机铁盐与有机配体、水溶性还原剂、水的摩尔比为1:(3 ?17): (2 ?13): (650 ?2380)。
[0008]上述制备方法，步骤(I)中不溶于水的有机溶剂与步骤(2)中水的总体积为反应器容积的70%。
[0009]上述步骤(I)中，所述有机铁盐为乙酰丙酮铁、油酸铁或五羟基铁；所述有机配体为油酸、油胺或十六胺；所述不溶于水的有机溶剂为丙酮、正己烷、氯仿、苯或十八烯。
[0010]上述步骤(2)中，所述水溶性还原剂为抗坏血酸、葡萄糖、硫代硫酸钠或硼氢化钠。
[0011]上述步骤(3)中，所述的反应条件为温度150?220°C，时间8?30 h。
[0012]上述步骤(3)中，所述的洗涤为通过水和乙醇交替洗涤3次。
[0013]本发明方法制备得到的四氧化三铁微米球，平均粒径范围为I?5 μ m。
[0014]本发明制备方法中，通过改变有机铁盐、有机配体、水溶性还原剂、水的摩尔比以及反应温度和时间，可以控制制备得到的四氧化三铁微米球的尺寸在1-5 ym。通过添加无机还原剂会使铁盐加速分解形成四氧化三铁，而在不加无机还原剂时，无法形成四氧化三铁微米球。同时，还原剂、有机配体、有机溶剂的种类也控制四氧化三铁微米球的尺寸。
[0015]本发明一种两相溶剂热法制备四氧化三铁微米球的方法，其有益效果为:本发明利用两相溶剂热法制备四氧化三铁微米球，制备过程简单，产物尺寸分布窄，通过反应条件的选择和控制可以得到不同尺寸的四氧化三铁微米球。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例1合成的四氧化三铁微米球的透射电镜(TEM)图片；
图2为本发明实施例3合成的四氧化三铁微米球的透射电镜(TEM)图片；
图3为本发明实施例5合成的四氧化三铁微米球的透射电镜(TEM)图片；
图4为本发明对比例I合成的四氧化三铁微米球的透射电镜(TEM)图片。
【具体实施方式】
[0017]下面通过实施例对本发明进行进一步的阐述，下述说明仅为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
[0018]实施例1
1.1将0.247g乙酰丙酮铁和2 mL油酸加入到20 mL丙酮中，混合得油相溶液A ；
1.2将0.78g葡萄糖加入到15 mL水中，混合得水相溶液B ；
1.3将上述溶液A和B混合，得两相溶液，加入到50 mL反应釜中，加热到180 °C，保温24 h，通过离心分离出固体，通过水和乙醇交替洗涤3次，得平均粒径为2.7 μπι四氧化三铁微米球。如图1所示。
[0019]实施例2
2.1将0.247g乙酰丙酮铁和2 mL油酸加入到20 mL正己烷中，混合得油相溶液A ；
2.2将0.78g葡萄糖加入到15 mL水中，混合得水相溶液B ；
2.3将上述溶液A和B混合，得两相溶液，加入到50 mL反应釜中，加热到190 °C，保温16 h，通过离心分离出固体，通过水和乙醇交替洗涤3次，得平均粒径为2.2 μπι四氧化三铁微米球。
[0020]实施例3
3.1将0.494g乙酰丙酮铁和2 mL油酸加入到20 mL丙酮中，混合得油相溶液A ；
3.2将0.78g葡萄糖加入到15 mL水中，混合得水相溶液B ；
3.3将上述溶液A和B混合，得两相溶液，加入到50 mL反应釜中，加热到200 °C，保温18 h，通过离心分离出固体，通过水和乙醇交替洗涤3次，得平均粒径为1.7 μπι四氧化三铁微米球。如图2所示。
[0021]实施例4
4.1将0.123g乙酰丙酮铁和I mL油胺加入到30 mL氯仿中，混合得油相溶液A ；
4.2将0.68g (0.0027mol)硫代硫酸钠加入到5 mL水中，混合得水相溶液B ；
4.3将上述溶液A和B混合，得两相溶液，加入到50 mL反应釜中，加热到180 V，保温14 h，通过离心分离出固体，通过水和乙醇交替洗涤3次，得平均粒径为1.65 μπι四氧化三铁微米球。
[0022]实施例5
5.1将0.247g乙酰丙酮铁和2 mL油酸加入到